阅读说明：本技术 用于箱梁水平仪的气泡管安装系统 (Bubble tube mounting system for box girder level gauge ) 是由 T·J·沃基斯求斯金姆 D·C·门塞尔 于 2019-04-09 设计创作，主要内容包括：一种水平仪,包括水平仪主体,水平仪主体具有顶壁、底壁和侧壁,且具有向主体内部敞开的窗口。气泡管定位在窗口内。气泡管由气泡管安装件承载且相对于气泡管安装件可旋转。气泡管安装件和水平仪主体包括接合结构,该接合机构固定气泡管安装件以防止相对于水平仪主体运动。诸如螺钉之类的固定构件由气泡管安装件可运动地承载且可与气泡管接合,以便选择性地调整气泡管相对于水平仪主体的角度位置以及选择性地固定气泡管相对于气泡管安装件且由此相对于水平仪主体的角度位置。(A level includes a level body having a top wall, a bottom wall, and side walls, and having a window opening into the interior of the body. A bubble vial is positioned within the window. The bubble vial is carried by and rotatable relative to the bubble vial mount. The vial mount and the level body include an engagement mechanism that secures the vial mount against movement relative to the level body. A fixing member, such as a screw, is movably carried by the vial mount and is engageable with the vial for selectively adjusting the angular position of the vial relative to the level body and for selectively fixing the angular position of the vial relative to the vial mount and thus the level body.)

用于箱梁水平仪的气泡管安装系统

技术领域

本发明涉及一种水平仪，且更具体地涉及一种用于将水平仪气泡管安装至水平仪的箱型主体的系统。

背景技术

水平仪典型地包括至少一个气泡管，用于指示表面相对于水平面的位置，且具有其他气泡管，诸如一个或多个铅垂气泡管，用于指示表面相对于竖直的位置。已知各种类型的水平仪，其中典型示例是具有箱型水平仪主体的水平仪和具有I形梁类型水平主体的水平仪。在具有箱型水平仪主体的水平仪中，诸如铅垂仪气泡管之类的气泡管安装在水平仪主体的内部内，使得气泡管从水平仪主体的两侧都可见。这通常涉及在水平仪主体的侧壁中形成开口，通过这些开口观察气泡管。由于水平仪主体涉及相对较薄的侧壁和敞开的内部，在将气泡管固定到水平仪主体以使得气泡管的定向能够被调整来确保其相对于水平仪主体的用以提供精确测量的定向方面存在困难。本发明的水平仪气泡管安装系统解决了这些挑战。

发明内容

根据本发明的第一方面，水平仪包括水平仪主体，该水平仪主体沿纵向轴线延伸且包括顶壁、底壁以及在顶壁与底壁之间延伸并将顶壁与底壁相互连接的成对的侧壁。顶壁、底壁和侧壁协配，以限定水平仪主体的内部，且水平仪主体包括窗口。气泡管定位在水平仪主体的窗口内。气泡管由气泡管安装件承载，且气泡管能相对于气泡管安装件旋转地运动。气泡管安装件和水平仪主体包括接合结构，接合结构固定气泡管安装件，以避免相对于水平仪主体沿横向于水平仪主体的纵向轴线的方向运动。一个或多个固定构件由气泡管安装件可运动地承载且可与气泡管接合且构造并布置成选择性地调整气泡管相对于水平仪主体的角度位置以及选择性地固定气泡管相对于气泡管安装件且由此相对于水平仪主体的角度位置。

在一种形式中，接合结构包括气泡管安装件上的上接合表面和下接合表面，上接合表面和下接合表面可分别与水平仪主体的限定水平仪主体内部的顶内表面和底内表面接合。水平仪主体的顶内表面和底内表面可代表性地分别由水平仪主体的顶壁和底壁限定。水平仪主体可包括由水平仪主体限定的端部中的开口，该开口与水平仪主体的内部连通。可通过气泡管安装件轴向运动通过开口进入水平仪主体内部而使气泡管安装件与水平仪主体接合。气泡管安装件上的上接合表面和下接合表面可呈弹性接合部分的形式，弹性接合部分分别在与水平仪主体的顶内表面和底内表面接触时压缩。固定构件可接合在水平仪主体与气泡管安装件之间，以沿水平仪主体的纵向轴线相对于水平仪主体固定气泡管安装件的位置。

气泡管可定位在由气泡管安装件限定的开口内，且可相对于气泡管安装件围绕旋转轴线旋转。气泡管包括分别位于气泡管的旋转轴线的两侧上的第一接合表面和第二接合表面。一个或多个固定构件可呈成对的螺纹构件的形式，这些螺纹构件被接纳在由气泡管安装件限定的螺纹通道内，且每个螺纹构件可运动成与接合表面中的一个接合，使得螺纹构件的运动选择性地引起气泡管在开口内的旋转。

在一个实施例中，气泡管安装件包括成对的凹部，这些凹部分别定位在旋转轴线的两侧上且从开口向外延伸。第一接合表面和第二接合表面可呈气泡管上成对的凸片(凸条)的形式，每个凸片被接纳在一个凹部内。每个螺纹构件可运动成与一个凸片接合，使得螺纹构件的运动选择性地引起气泡管在开口内的旋转。凸片可设置在环构件上，环构件构造成被接纳在气泡管安装件的开口内，且其中，气泡管定位在由环构件限定的内部内。

在另一实施例中，气泡管可与气泡管支架相互连接，且第一接合表面和第二接合表面设置在气泡管支架上。

本发明的另一方面设计了一种将水平仪气泡管固定至水平仪主体的方法，其包括与上述内容类似的特征。该方法涉及：将气泡管与气泡管安装件可旋转地接合，使得气泡管可相对于气泡管安装件围绕旋转轴线旋转；将气泡管安装件定位在水平仪主体的内部内，并将气泡管安装件与水平仪主体接合成阻止气泡管安装件相对于水平仪主体沿横向于水平仪主体的纵向轴线的方向的运动，其中，气泡管安装件定位成使得气泡管通过窗口可见；以及使用成对的固定构件来围绕气泡管的旋转轴线调整气泡管相对于气泡管安装件的位置，这些固定构件可运动地安装到气泡管安装件且可选择性地与气泡管接合。将气泡管安装件与水平仪主体接合的动作可通过以下方式执行：将气泡管安装件的顶弹性部分和底弹性部分与分别由水平仪主体的顶壁和底壁限定的内表面接合。水平仪主体可限定具有开口的端部，可通过该开口进入水平仪主体的内部，且将气泡管安装件与水平仪主体接合的动作可通过以下方式执行：将气泡管安装件***通过该开口而进入水平仪主体的内部。

代表性地，成对的固定构件可呈成对的螺纹调整构件的形式，这些螺纹调整构件在由气泡管安装件限定的通道内通过螺纹接合，且这些通道和这些螺纹调整构件定位在气泡管的旋转轴线的相对各侧上。可通过使用工具通过水平仪主体的端部中的开口接近(触及)螺纹调整构件而使螺纹调整构件相对于气泡管安装件选择性地运动。

气泡管安装件可包括开口，气泡管定位在该开口内，且气泡管可通过环被承载，该环可旋转地定位在开口内。该环可包括位于气泡管的旋转轴线的两侧上的成对的凸片，且螺纹调整构件可与凸片接合，从而选择性地引起环以及由此气泡管相对于气泡管安装件的旋转。气泡管安装件可包括成对的凹部，且每个凸片可定位在一个凹部内，使得各凹部适应于凸片相对于气泡管安装件的运动。替代地，气泡管可通过气泡管支架被承载，该气泡管支架可在开口内旋转，且成对的螺纹调整构件可与在气泡管相对于气泡管安装件的旋转轴线的两侧上由气泡管支架限定的接合表面接合。

从以下详细描述和附图中，本发明的其他方面、特征和优势将变得对本领域技术人员显而易见。然而，应理解的是，尽管详细描述和特定示例指明了本发明的特定实施例，但其仅作为示意而非限制被给出。可在本发明的范围内进行许多变化和修改而不脱离本发明的精神，且本发明包括所有这些修改。

附图说明

通过参考附图中示出的示例性且因而非限制性的实施例，构成本发明的优势和特征的清晰概念将变得更明显，附于本说明书并构成本说明书的一部分的这些附图可为若干视图，其中相同的附图标记指代相同的元件，附图中：

图1是根据本发明包含气泡管安装系统的水平仪的轴测图；

图2是部分分解轴测图，示出了图1中的水平仪的框架的一部分和根据本发明的气泡管安装系统的第一实施例的各部件；

图3是图1中的水平仪的端视图；

图4是沿图3中的线4－4剖得的局部剖视图；

图5是图1中的水平仪的部分侧视图；

图6是沿图5中的线6－6剖得的剖视图；

图7是沿图5中的线7－7剖得的剖视图；

图8是部分分解轴测图，示出了水平仪的框架的一部分和根据本发明的气泡管安装系统的第二实施例的各部件；

图9是构造有如图8中所示的气泡管安装系统的各部件的水平仪的端视图；

图10是沿图9中的线10－10剖得的剖视图；

图11是图8－10中的水平仪的部分侧视图；

图12是沿图11中的线12－12剖得的剖视图；以及

图13是沿图11中的线13－13剖得的剖视图。

在描述附图中示出的本发明的实施例时，为了清楚起见将采用特定的术语。然而，本发明并不意于被限制为所选特定术语，且要理解到，每个特定术语包括以类似方式操作而实现类似目的的所有技术等同方案。例如，通常使用术语“连接”、“附连”或与其类似的词语。它们不被限制为直接连接或附连，而是包括连接或附连至其他元件，其中，这种连接或附连被本领域技术人员认为是等同方案。

具体实施方式

参考以下说明书中详细描述的非限制性实施例来更全面地阐述本文中所公开的主题的各种特征和有利细节。

图1示出了水平仪10，水平仪10包括水平仪气泡管12和成对的气泡管14，成对的气泡管14构造成测量表面相对于水平面以外的定向，比如相对于铅垂或相对于水平和垂直各45°的定向。气泡管14可使用根据本发明的气泡管安装系统在水平仪12上固定在位。以已知的方式，如图1和图2中所示，水平仪10包括箱型框架或主体16，箱型框架或主体16具有顶壁18、底壁20和成对的侧壁22、24，成对的侧壁22、24在顶壁18与底壁20之间延伸且将顶壁18和底壁20相互连接。顶壁18、底壁20和侧壁22、24协配，以限定水平仪主体16的内部26。

水平仪主体16包括窗口，该窗口28提供水平仪气泡管14的可见性。在所示实施例中，窗口28通过水平仪主体16的侧壁22、24中的圆形开口形成。

水平仪10还包括成对的端盖30，成对的端盖30固定至水平仪主体16的各端部。端盖30可能比如经由如Wojciechowsi的美国专利9,970,760中描述和示出的可移除端盖安装结构而可移除地固定至水平仪主体16，该文献的公开内容通过参考被纳入。然而，要理解的是，可采用任何类型的合适的端盖安装结构。

如图2中所示，本发明的气泡管安装系统包括气泡管安装件32和调整环34，气泡管安装件32和调整环34协配以将气泡管14安装至水平仪主体16。如已知的，气泡管14是块式气泡管，其具有大致圆形构造，其中形成有圆筒形腔体，在圆筒形腔体内设置有一定量液体，以形成气泡。

调整环34包括大致圆形壁36，圆形壁36的内表面构造成紧密地对应于气泡管14的外表面的构造。以此方式，气泡管14被接纳在由圆形壁36限定的内部空间内。在气泡管14的外表面与圆形壁36的内表面之间可定位有粘合剂，从而相对于调整环34固定气泡管14的位置。此外，调整环34包括成对的向外延伸的凸片，如在38a、38b处所示。在所示实施例中，凸片38a、38b在直径上彼此相对，且从圆形壁36的外表面向外延伸。然而，要理解到，凸片38a、38b还可能以任何其他角度关系相对于彼此定位。

气泡管安装件32包括气泡管安装部段40，气泡管安装部段40与上接合部段42和下接合部段44组合，上接合部段42和下接合部段44分别定位在气泡管安装部段40上方和下方。气泡管安装件32还包括横向定向的大致圆筒形壁46，大致圆筒形壁46限定横向保持件通道48。

气泡管安装部段40形成为包括大致圆形壁，该大致圆形壁限定大致圆形内表面50。气泡管安装部段40还包括在52a、52b(图4)处示出的成对的横向延伸的狭槽或凹部，成对的横向延伸的狭槽或凹部分别从内表面50的顶部和底部向外延伸。

气泡管安装件40的上接合部段42包括成对的轴向间隔的弹性壁54。类似地，气泡管安装件40的下接合部段42包括成对的轴向间隔的弹性壁56。弹性壁54具有从气泡管安装件40的顶部向上延伸的拱形构造，且类似地，弹性壁56具有从气泡管安装件40的底部向下延伸的拱形构造。气泡管安装件40在上弹性壁54下方和下弹性壁56上方形成有间隙或空隙。

气泡管安装件40还包括轴向延伸的上螺纹通道58a和轴向延伸的下螺纹通道58b。通道58a、58b分别在气泡管安装件40的端部与狭槽52a、52b之间延伸。呈螺钉60a形式的螺纹调整和固定构件可通过螺纹接合在上螺纹通道58a内，且类似地，呈螺钉60b形式的螺纹调整和固定构件可通过螺纹接合在下螺纹通道58b内。

如上所述，为了将气泡管14固定至水平仪主体16，气泡管14首先被固定至调整环34。随后，通过将调整环34定位在由气泡管安装件32的气泡管安装部段40的圆形内表面50所限定的圆形凹部内，调整环34在气泡管14安装于其上的状态中与气泡管安装件32接合。调整环34定位成使得上凸片38a被接纳在狭槽52a内且调整凸片38b被接纳在狭槽52b内。

通过气泡管14固定至调整环34且调整环34进而与气泡管安装件32接合，气泡管安装件32通过水平仪主体16的敞开端被***水平仪主体16的内部26中。随着气泡管安装件32轴向前进进入水平仪主体16的内部26中，上弹性壁54与水平仪主体顶壁18的内表面接触，且下弹性壁56与水平仪主体底壁20的内表面接触。由上弹性壁54的上表面与下弹性壁56的下表面之间的竖直尺寸限定的气泡管安装件32的总高度稍大于在顶壁18与底壁20的相面对的各内表面之间所限定的水平仪主体内部26的高度。由此，随着气泡管安装件32前进进入水平仪主体内部26中，上弹性壁54和下弹性壁56向内且朝向彼此挠曲，以提供气泡管安装件32在水平仪主体内部26内的牢固摩擦接合，从而防止气泡管安装件32沿横向于水平仪主体16的纵向轴线的方向运动、即气泡管安装件32的向上和向下运动。因此，在相对于水平仪主体16的横向上，气泡管14相对于水平仪主体16的位置是固定的。

气泡管安装件32前进至一位置，在该位置中，由气泡管安装部段40的内表面50限定的圆形开口与水平仪主体侧壁22、24中的窗口28对齐。当气泡管安装件32如此定位时，横向保持件通道48与水平仪主体侧壁22、24中的成对的开口62对齐。可能呈销或榫钉64形式的横向固定构件被***对齐的开口62和通道48中，从而将气泡管安装件32固定而不相对于水平仪主体16轴向运动。

在气泡管安装件32已如上所述定位在水平仪主体16的内部26内后，水平仪主体16被校准。为此，将水平仪主体16的一个接合表面放置在参考表面上，并调整气泡管14的旋转位置，以将气泡管14放置在期望的角度位置中。例如，如图4中所示，气泡管14可被调整成使得，气泡管腔体的纵向轴线垂直于水平仪主体16的纵向轴线。为了提供对气泡管14的这种精调，使用者比如通过使用通过水平仪主体16的敞开端***而与螺钉60a、60b的头部接合的螺丝刀而选择性地使螺钉60a、60b在相应通道58a、58b内前进或后退。螺钉60a、60b的内端部分别作用在凸片38a、38b上，以选择性地使气泡管14相对于气泡管安装件32旋转。在对气泡管14的旋向位置的这种调整期间，凹部或狭槽52a、52b分别适应于凸片38a、38b的运动。在获得气泡管14的期望定向后，将端盖30固定至水平仪主体16。

图8－13示出了根据本发明的气泡管安装系统的替代实施例，且为了清楚起见，将尽可能地使用相同的附图标记。该实施例设计成具有圆形表面72的气泡管70的尺寸定为定位在窗口28内。如前所述，气泡管70包括圆筒形腔体，一定量的流体设置在该圆筒形腔体内，以便以已知的方式形成气泡。此外，在各圆形表面72之间，气泡管70包括接合部段74，接合部段74限定上接合表面76a和下接合表面76b。

气泡管70经由气泡管安装件被固定至水平仪主体16，气泡管安装件包括第一气泡管安装部段78和第二气泡管安装部段80。气泡管安装部段78、80彼此大致互为镜像。气泡管安装部段78形成有大致圆形壁82，大致圆形壁82限定内表面84。气泡管安装部段78还包括轴向间隔开的上弹性壁86和轴向隔开的下弹性壁88。气泡管安装部段78还包括上螺纹通道90a和下螺纹通道90b、以及通到内表面94上的横向通道92。上销96从内表面94向外延伸，且下通道98从内表面94向内延伸。

气泡管安装部段80类似地构造，其包括大致圆形壁100，大致圆形壁100限定内表面112、轴向隔开的上弹性壁104和轴向隔开的下弹性壁106、上螺纹通道108a和下螺纹通道108b、以及横向通道110。气泡管安装部段80还包括内表面112(图13)、从内表面112向内延伸的上通道114以及从内表面112向外延伸的下销116。

由此构造，气泡管安装部段78、80构造成被带到一起并彼此固定，其中，气泡管70在其间被接纳在分别由气泡管安装部段78、80的内表面84、112限定的腔体内。当以此方式接合在一起时，气泡管安装部段78的销96被接纳在气泡管安装部段80的通道114内，且类似地，气泡管安装部段80的销116被接纳在气泡管安装部段78的通道98内。气泡管安装部段78、80可使用粘合剂、声波焊接或以任何其他符合要求的方式彼此固定。当气泡管安装部段78、80彼此固定在一起时，相应的横向通道92、110彼此对齐定位。

比如在螺钉112处示出的螺纹调整和固定构件接合在螺纹通道90a、90b和108a、108b内。

接着，由气泡管安装部段78、80和气泡管70形成的气泡管安装组件以与上述类似的方式前进至水平仪主体16的内部26中。在水平仪安装组件进入水平仪主体16的内部26中的这种运动期间，上弹性壁86、104和下弹性壁88、106在与水平仪主体的顶壁18和底壁20接合时如上所述向内挠曲，以提供气泡管安装组件与水平仪主体16的牢固摩擦接合。当获得气泡管安装组件的期望的轴向位置时，气泡管70与水平仪主体窗口28对齐，且通道92、110与水平仪主体开口62对齐。接着，榫钉64被***对齐的开口62和通道92、110中，以固定气泡管安装组件相对于水平仪主体16的轴向位置。接着，驱动工具(螺丝刀)被***水平仪主体16的敞开端中并与螺钉112接合，螺钉112朝向水平仪气泡管70的上接合表面76a和下接合表面76b前进并远离水平仪气泡管70的上接合表面76a和下接合表面76b后退，从而以与上述类似的方式调整水平仪气泡管70相对于气泡管安装组件的旋向位置。在获得气泡管70的合适位置后，将端盖30与水平仪主体16的端部接合。

因而，可理解到，如所示和描述的本发明的气泡管安装系统提供了相对简单且牢固的装置，用于将气泡管与水平仪主体接合并将其维持在位。如果需要，该气泡管安装系统还提供了以下能力：在初始制造期间和此后相对于水平仪主体调整气泡管的位置。

应理解到，本发明的应用不限于本文中提出的构造细节和部件的布置。本发明能够有其他实施例，且能够以各种方式实践或实施。前述内容的变型和修改在本发明的范围内。还要理解到，本文中公开和限定的本发明推广到所提到的或从文本和/或附图中显而易见的两个或更多个单独特征的所有替代组合方式。所有这些不同组合构成本发明的各种替代方面。本文中描述的实施例阐述了对于实施本发明已知的最佳模式，且将使得本领域技术人员能够利用本发明。